CN114156349A - 太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池及其制作方法，太阳能电池包括电池片和设于所述电池片上的栅线电极，所述栅线电极由金属浆料或包含金属线的金属浆料固化形成于所述电池片上，所述栅线电极的高宽比大于1:2。太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：(1)在电池片上制作镂空掩膜，镂空掩膜上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，电池片与镂空掩膜围成栅线槽；(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料。本发明公开的太阳能电池及其制作方法，栅线电极的高宽比可以大于0.5，甚至可以高于1，能够减小栅线电极的宽度，进而提高太阳能电池的受光面，提高太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制作方法。
背景技术
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
能源危机下光伏产业发展迅速，进一步推广光伏应用的关键是提高太阳能电池片的光电转换效率，降低电池片的制作成本。太阳能电池金属栅线电极一般采用印刷银浆栅线或电镀铜栅线的方式形成。常规丝网印刷方案的线宽难以继续降低，高宽比也比较低，遮光厉害，转换效率难以提高。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于如何增大太阳能电池的受光面面积。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种太阳能电池，包括电池片和设于所述电池片上的栅线电极，所述栅线电极由金属浆料或包含金属线的金属浆料固化形成于所述电池片上，所述栅线电极的高宽比大于1:2。
作为一种太阳能电池的进一步改进，所述栅线电极的高宽比大于1:1。
作为一种太阳能电池的进一步改进，所述栅线电极包括金属线和包裹在所述金属线外侧的金属浆料层。
作为一种太阳能电池的进一步改进，所述太阳能电池还包括透光的镂空掩膜，所述镂空掩膜上的镂空图案与太阳能电池的栅线结构形状一致，所述镂空掩膜与所述电池片形成栅线槽，所述栅线电极嵌设在所述栅线槽中。
本发明还提供另外一个技术方案：一种太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在电池片上制作镂空掩膜，镂空掩膜上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，电池片与镂空掩膜围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料；
(3)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(4)当镂空掩膜不透明时，将镂空掩膜从电池片上去除，当镂空掩膜透明时，将镂空掩膜从电池片上去除或将镂空掩膜保留在电池片上。
作为一种太阳能电池的制作方法的进一步改进，步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属浆料，然后将金属线放入栅线槽中，最后再向栅线槽中加入金属浆料。
作为一种太阳能电池的制作方法的进一步改进，所述镂空掩膜为表面疏水疏油材料。
本发明还提供另外一个技术方案：一种太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在基底上制作镂空掩膜，镂空掩膜上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，基底与镂空掩膜围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料；
(3)将电池片覆盖栅线槽的槽口后上下翻转180°；
(4)打开基底；
(5)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(6)当镂空掩膜不透明时，将镂空掩膜从电池片上去除，当镂空掩膜透明时，将镂空掩膜从电池片上去除或将镂空掩膜保留在电池片上。
作为一种太阳能电池的制作方法的进一步改进，步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属线，再向栅线槽中加入金属浆料。
作为一种太阳能电池的制作方法的进一步改进，所述基底和所述镂空掩膜为表面疏水疏油材料。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1)本发明公开的太阳能电池及其制作方法，栅线电极的高宽比可以大于0.5，甚至可以高于1，能够减小栅线电极的宽度，进而提高太阳能电池的受光面，提高太阳能电池的光电转换效率；
2)本发明公开的太阳能电池及其制作方法，栅线电极由包含金属线的金属浆料固化形成于电池片上，可以大大的降低了银的使用，节约成本的同时导电性有所增加；
3)本发明公开的太阳能电池及其制作方法，通过设置基底，可以实现卷对卷转印方式制作电极的目的；
4)本发明公开的太阳能电池及其制作方法，在太阳能电池上保留掩膜，可以减少电池损伤和隐裂的风险；
5)本发明公开的太阳能电池及其制作方法，栅线电极制作时，一次布线，不需要多道工序；电池及其制作方法，本发明的太阳能电池的制作方法制作的电极质量好，性能稳定，生产效率高，适合工业化生产。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明实施例1公开的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图2为本发明实施例3公开的太阳能电池的制作方法的流程示意图；
图3为本发明实施例4公开的太阳能电池的制作方法的流程示意图。
其中，1、电池片；2、栅线电极；21、金属线；22、金属浆料固化体；3、镂空掩膜；4、基底。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供作为进一步改进说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接,也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。
以下为用于说明本发明的一较佳实施例，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参见图1，如其中的图例所示，一种太阳能电池，包括电池片1和设于上述电池片1上的栅线电极2，上述栅线电极2由包含金属线的金属浆料固化形成于上述电池片上，上述金属线的直径为30微米，上述栅线电极2的高度为50微米，上述栅线电极的宽度为40微米。上述太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在电池片1上制作镂空掩膜3，镂空掩膜3上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，电池片1与镂空掩膜3围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料；
(3)使金属浆料固化，得到栅线电极2；
(4)将镂空掩膜3从电池片1上去除。
上述技术方案中，栅线电极的高宽比较大，能够减小栅线电极的宽度，进而提高太阳能电池的受光面，提高太阳能电池的光电转换效率。通过设置掩膜能够时形成的栅线电极高度较高，进而实现栅线电极较大的高宽比。
本实施例中，栅线电极2包括金属线21和包裹在金属线21外侧的金属浆料固化体22。步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属浆料，然后将金属线放入栅线槽中，最后再向栅线槽中加入金属浆料。本实施例中可以将金属线全部包裹在金属浆料层中，金属浆料与电池片的结合面积较大，金属浆料不易从电池片上脱落，金属线与金属浆料的结合面积较大，金属线不易从金属浆料中脱落。在其他实施例中，也可以采用其他次序向栅线槽中加入金属浆料和金属线，例如，先向栅线槽中加入金属线，然后一次加入金属浆料，或者是先向栅线槽中一次加入金属浆料，再向栅线槽中加入金属线。
本实施例中，上述镂空掩膜3为表面疏水疏油材料。可以减少浆料粘附在掩膜上。在其他实施例中，上述镂空掩膜3也可以不是表面疏水疏油材料。
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于，上述金属线的直径为20微米，上述栅线电极2的高度为40微米，上述栅线电极的宽度为30微米。
实施例3
参见图2，如其中的图例所示，一种太阳能电池，包括电池片1和设于上述电池片1上的栅线电极2，上述栅线电极2由金属浆料固化形成于上述电池片上，上述栅线电极2的高度为30微米，上述栅线电极的宽度为30微米。上述太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在基底4上制作镂空掩膜3，镂空掩膜3上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，基底4与镂空掩膜3围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料；
(3)将电池片1覆盖栅线槽的槽口后上下翻转180°；
(4)打开基底4；
(5)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(6)镂空掩膜透明，将镂空掩膜保留在电池片上。
上述技术方案中，栅线电极的高宽比较大，能够减小栅线电极的宽度，进而提高太阳能电池的受光面，提高太阳能电池的光电转换效率。通过设置掩膜能够时形成的栅线电极高度较高，进而实现栅线电极较大的高宽比。通过设置基底，使得最终制得的太阳能电池上的掩膜表面在一开始贴在基底上，最终制得的太阳能电池上的掩膜表面基本不会被污染。镂空掩膜可以降低太阳能电池被损坏和隐裂的风险。
本实施例中，上述镂空掩膜3为表面疏水疏油材料。可以减少浆料粘附在掩膜上。在其他实施例中，上述镂空掩膜3也可以不是表面疏水疏油材料。
实施例4
参见图3，如其中的图例所示，一种太阳能电池，包括电池片1和设于上述电池片1上的栅线电极2，上述栅线电极2由含有金属线的金属浆料固化形成于上述电池片上，上述金属线的直径为20微米，上述栅线电极2的高度为30微米，上述栅线电极的宽度为30微米。上述太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：
(1)在基底4上制作镂空掩膜3，镂空掩膜3上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，基底4与镂空掩膜3围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入含有金属线的金属浆料；
(3)将电池片1覆盖栅线槽的槽口后上下翻转180°；
(4)打开基底4；
(5)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(6)镂空掩膜透明，将镂空掩膜保留在电池片上。
上述技术方案中，栅线电极的高宽比较大，能够减小栅线电极的宽度，进而提高太阳能电池的受光面，提高太阳能电池的光电转换效率。通过设置掩膜能够时形成的栅线电极高度较高，进而实现栅线电极较大的高宽比。通过设置基底，使得最终制得的太阳能电池上的掩膜表面在一开始贴在基底上，最终制得的太阳能电池上的掩膜表面基本不会被污染。镂空掩膜可以降低太阳能电池被损坏和隐裂的风险。
本实施例中，栅线电极2包括金属线21和包裹在金属线21外侧的金属浆料固化体22。步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属浆料，然后将金属线放入栅线槽中，最后再向栅线槽中加入金属浆料。本实施例中可以将金属线全部包裹在金属浆料层中，金属浆料与电池片的结合面积较大，金属浆料不易从电池片上脱落，金属线与金属浆料的结合面积较大，金属线不易从金属浆料中脱落。在其他实施例中，也可以采用其他次序向栅线槽中加入金属浆料和金属线，例如，先向栅线槽中加入金属线，然后一次加入金属浆料，或者是先向栅线槽中一次加入金属浆料，再向栅线槽中加入金属线。
本实施例中，上述镂空掩膜3为表面疏水疏油材料。可以减少浆料粘附在掩膜上。在其他实施例中，上述镂空掩膜3也可以不是表面疏水疏油材料。
实施例5
其余与实施例4相同，不同之处在于，上述栅线电极高度为40微米，上述栅线电极宽度为30微米。
对比例1
一种太阳能电池，包括电池片和设于上述电池片上的栅线电极，上述栅线电极由金属浆料固化形成于上述电池片上，上述栅线电极的高度为18微米，上述栅线电极的宽度为50微米。上述太阳能电池采用印刷的方式制作。
对比例2
一种太阳能电池，包括电池片和设于上述电池片上的栅线电极，上述栅线电极由金属浆料固化形成于上述电池片上，上述栅线电极的高度为20微米，上述栅线电极的宽度为50.2微米。上述太阳能电池采用印刷的方式制作。
性能对比
对比例1和2将金属浆料印刷在电池片上，本发明实施例1至5所用的金属浆料与对比例1和2所用的金属浆料是相同的，以下为本发明实施例1至5与对比例1和2的性能对比。
以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种太阳能电池，包括电池片和设于所述电池片上的栅线电极，所述栅线电极由金属浆料或包含金属线的金属浆料固化形成于所述电池片上，其特征在于，所述栅线电极的高宽比大于1:2。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述栅线电极的高宽比大于1:1。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述栅线电极包括金属线和包裹在所述金属线外侧的金属浆料层。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括透光的镂空掩膜，所述镂空掩膜上的镂空图案与太阳能电池的栅线结构形状一致，所述镂空掩膜与所述电池片形成栅线槽，所述栅线电极嵌设在所述栅线槽中。
5.如权利要求1至4任一所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在电池片上制作镂空掩膜，镂空掩膜上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，电池片与镂空掩膜围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料；
(3)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(4)当镂空掩膜不透明时，将镂空掩膜从电池片上去除，当镂空掩膜透明时，将镂空掩膜从电池片上去除或将镂空掩膜保留在电池片上。
6.如权利要求5所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属浆料，然后将金属线放入栅线槽中，最后再向栅线槽中加入金属浆料。
7.如权利要求5所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述镂空掩膜为表面疏水疏油材料。
8.如权利要求1至4任一所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在基底上制作镂空掩膜，镂空掩膜上的镂空图案与预设的栅线结构形状尺寸一致，基底与镂空掩膜围成栅线槽；
(2)向栅线槽中加入金属浆料或包含金属线的金属浆料；
(3)将电池片覆盖栅线槽的槽口后上下翻转180°；
(4)打开基底；
(5)使金属浆料固化，得到栅线电极；
(6)当镂空掩膜不透明时，将镂空掩膜从电池片上去除，当镂空掩膜透明时，将镂空掩膜从电池片上去除或将镂空掩膜保留在电池片上。
9.如权利要求8所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，步骤(2)中，先向栅线槽中加入金属线，再向栅线槽中加入金属浆料。
10.如权利要求8所述的太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述基底和所述镂空掩膜为表面疏水疏油材料。
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